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Système solaire

Le système solaire est le nom donné au système planétaire composé du Soleil et des objets célestes gravitant autour de lui. Par extension, le terme système solaire peut parfois être employé pour désigner d’autres systèmes planétaires.

Présentation du système solaire (échelle non réelle).
Présentation du système solaire (échelle non réelle).

Composition et structure

Notre système solaire est resté le seul connu jusqu'en 1995. C'est pourquoi le terme « système solaire » suffit à le désigner. Il est constitué du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type...), de huit planètes (anciennement neuf), de trois planètes naines, ainsi que de petits corps du système solaire (c'est-à-dire les astéroïdes et les comètes) ainsi que les satellites (Satellite peut faire référence à :) de ces corps.

Au centre se situe le Soleil, notre étoile de taille modeste mais qui contient néanmoins 99,86 % de la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte)...) de tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) le système. De par sa masse, l'intérieur du Soleil atteint une densité et une température telles que des réactions de fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de...) nucléaire se produisent en son sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale...), dégageant de ce fait d'énormes quantités d'énergie. La plus grande partie de cette énergie est libérée dans l'espace sous forme de radiations électromagnétiques, principalement sous forme de lumière visible. Le Soleil émet aussi un flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie,...) de particules chargées appelé le vent solaire (Le vent solaire est un flux de plasma constitué essentiellement d'ions et d'électrons qui sont éjectés de la haute atmosphère...). Ce vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus...) solaire interagit fortement avec la magnétosphère des planètes et contribue à éjecter les gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de...) et poussières en dehors du système solaire.

On peut imaginer que nous serions dans un système à deux étoiles si Jupiter avait eu une masse soixante fois plus importante. Tout comme le soleil, elle se serait effondrée sur elle-même provoquant une deuxième étoile de 4,2 à 6,2 fois plus éloignée.

Les planètes les plus proches du Soleil sont les planètes telluriques, petites, rocheuses et denses, avec une rotation lente (La Lente est une rivière de la Toscane.), une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet...) solide, pas d'anneaux et peu de satellites. En partant du Soleil, on trouve Mercure, Vénus, la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre...) et Mars.

Il existe au-delà de Mars une ceinture d'astéroïdes composée de centaines de milliers de corps, dont la taille varie de quelques mètres à plusieurs centaines de kilomètres.

Lorsque l’astéroïde Cérès fut découvert en 1801, il fut d’abord considéré comme une planète. Avec la découverte de Pallas en 1802, de Junon en 1804, puis de Vesta en 1807, le Système solaire a même compté 11 planètes jusqu’en 1845.

Au-delà, s'ouvre le domaine des planètes géantes, gazeuses et peu denses, avec un noyau de faible dimension : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.

De l'année de sa découverte (1930), jusqu'au 26 août 2006, Pluton (Pluton, dont la désignation officielle est (134340) Pluton, est la deuxième plus grande planète naine connue du système solaire et le 10e plus grand astre connu orbitant le Soleil....) était considérée comme la neuvième planète de notre système (et la plus éloignée du Soleil). Son statut a été remis en cause par la découverte d'autres objets similaires orbitant dans la même région, et de tailles équivalentes — l'un d'entre eux, (136199) Éris, le surclassant par son diamètre. Pluton a donc été reclassé comme planète naine, tout en restant un des objets les plus grands d'une seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature...) ceinture d'astéroïdes, appelée ceinture de Kuiper (La ceinture de Kuiper (parfois appelée ceinture d'Edgeworth-Kuiper, ['kœj.pər] en néerlandais), est une zone du système solaire s'étendant au-delà de l'orbite de...). Cette ceinture, peuplée de milliers d'astéroïdes, est le réservoir des comètes à courte période.

La décision prise par l'assemblée générale de l'Union astronomique internationale (L’union astronomique internationale (UAI) est une association internationale non gouvernementale avec pour objectif de coordonner les travaux des astronomes à travers le monde.) (UAI) le 24 août 2006 à Prague de créer la dénomination « planètes naines », fait entrer dans cette catégorie :

  • Pluton
  • Éris
  • Cérès

Note : cette liste n'est pas limitative et devrait s'enrichir dans les mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) à venir d'autres corps des deux ceintures astéroïdales.

Enfin, il existe, encore plus loin que la ceinture de Kuiper et jusqu’à une distance de deux années-lumière un énorme nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’atmosphère. L’aspect d'un nuage...) sphérique, appelé nuage de Oort, qui contiendrait des milliards de noyaux cométaires. Cérès est une planète naine qui sera examinée en 2014.

Planètes

Toutes les caractéristiques des planètes sont données relativement à celles de la Terre. S'agissant du Soleil, son diamètre équatorial est de 109,3 fois celui de la Terre, pour une masse de 332 946 fois celle de la Terre.

symbole Planète Diamètre équatorial Masse Demi-grand axe Période de rotation Période sidérale Nature
? Mercure 0,382 0,06 0,38 58,65 j 87,969 j Tellurique
? Vénus 0,949 0,82 0,72 243,02 j 224,701 j Tellurique
Terre 1 1 1 1 j 365,256 j Tellurique
? Mars 0,53 0,11 1,52 1,026 j 686,960 j Tellurique
? Jupiter 11,2 318 5,20 0,414 j 4 335,355 j Gazeuse
? Saturne 9,41 95 9,54 0,444 j 10 757,737 j Gazeuse
? Uranus 3,98 14,6 19,22 0,718 j 30 708,160 j Gazeuse
? Neptune 3,81 17,2 30,06 0,671 j 60 224,904 j Gazeuse

La troisième loi de Kepler, établie en 1618 et publiée l’année suivante, énonce que, pour chaque planète du système solaire, le rapport du carré de sa période sidérale T de révolution autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis,...) du Soleil par le cube (En géométrie euclidienne, un cube est un prisme dont toutes les faces sont carrées. Les cubes figurent parmi les solides les plus remarquables de l'espace. C'est un des cinq solides de Platon, le seul ayant exactement 6 faces,...) du demi-grand axe a de sa trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) elliptique est une constante : \frac{T^2}{a^3}=k. En appliquant une partie de cette troisième loi, il est possible d'estimer directement et rapidement la distance moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de...) d'une planète quelconque du système solaire par rapport au soleil.

Les planètes du système solaire, accompagnées de leurs principaux satellites, devant le limbe du Soleil
Les planètes du système solaire, accompagnées de leurs principaux satellites, devant le limbe du Soleil

Une planète tellurique est une planète dont le noyau est essentiellement solide, contrairement aux planètes gazeuses. Pour de plus amples explications, voir cet article

Article connexe : Logarithme (En mathématiques, une fonction logarithme est une fonction définie sur à valeurs dans , continue et transformant un produit en somme. Le logarithme de base a où a est un...) sur l'ordre des planètes

Procédés mnémoniques

Ordre

Les initiales des mots de la phrase « Me voici, ta Majesté. Je suis une nouvelle planète » (M, V, T, M, J, S, U, N, P) permettent de retrouver la séquence Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune, Pluton.

Durée de révolution

On peut exprimer la durée de révolution sidérale de la planète en jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant...) terrestres, chercher la racine cubique (En mathématiques, la racine cubique d'un nombre réel y est l'unique nombre x qui, élevé à la puissance 3 (c'est-à-dire multiplié par...) de ce nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».), l'élever au carré puis le multiplier par 2,929.

Par exemple, pour la Terre (365,25 jours), on obtient le nombre 149,6 (1 UA). Pour mars, avec 686,25 jours, on obtient le nombre 227,8 (227,8/149,6 = 1,52 UA).

Distances orbitales

On peut retrouver les demi-grands axes relatifs approximatifs en appliquant la règle simple suivante, basée sur la Loi de Titus-Bode :

  • soit la suite : 0, 3, 6, 12, 24, 48, 96, 192, 384 ;
  • ajouter 4 : 4, 7, 10, 16, 28, 52, 100, 196, 388 ;
  • diviser par 10 : 0,4 - 0,7 - 1,0 - 1,6 - 2,8 - 5,2 - 10 - 20 - 39.

Le résultat est très proche de la réalité (0,38 - 0,72 - 1,0 - 1,5 - 5,2 - 9,5 - 19 - 30), hormis la valeur 2,8 (qui correspond en fait à la ceinture d'astéroïdes) et Neptune, pour laquelle l'erreur est de quelque 30 %.

Origine et évolution

L'hypothèse actuelle de la formation du système solaire est l'hypothèse de la nébuleuse solaire, avancée dès 1755 par Emmanuel Kant.

L'évolution du système solaire depuis sa naissance jusqu'à sa mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général, incluant par exemple la mort des étoiles). Chez les organismes...) est très lente et s'étale sur plus de dix milliards d'années.

Dans les poussières d'étoiles

On estime généralement aujourd'hui que le système solaire est né de la contraction, sous l'effet de sa propre masse, d'un nuage moléculaire interstellaire froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) et dense fait de gaz, essentiellement d'hydrogène et d'hélium, qui sont les atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple...) les plus répandus à la naissance de l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.). Il devait y avoir également des grains de poussière et de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) sous forme de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.). Ce nuage, appelé nébuleuse solaire, après avoir acquis une forme régulière, probablement un disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à...), avec un mouvement de rotation, commença à se différencier en plusieurs parties. La plus grande partie se rassembla au centre pour former une proto-étoile, le futur soleil. D'autre part, les grains de poussières s'agglomérèrent. Par effet de gravité, de plus en plus de matière aurait été attirée formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue est...) ainsi des protoplanètes.

Le centre tournant plus vite que le bord et étant plus comprimé, la température s'y est accrue. Dès que la masse centrale fut assez dense et chaude, des réactions de fusion nucléaire se seraient alors déclenchées ; ce qui aurait donné naissance au Soleil, notre étoile. La date estimée de ce phénomène est de -4,56 milliards d'années.

Les plus grosses des protoplanètes attirèrent les plus petites et firent le vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) autour d'elles ; en grossissant, elles devinrent sphériques, du fait de la gravité. De plus, les réactions nucléaires créèrent un puissant vent solaire qui entraîna la majorité des gaz et poussières restants.

C'est ainsi qu'on arriva (Arriva est un groupe privé britannique spécialisé dans le transport public de voyageurs. Il exploite des services de bus et de trains, principalement en Grande-Bretagne, mais aussi dans plusieurs pays d'Europe.) au système solaire tel que l'on peut l'observer actuellement.

Et demain ?

La chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) dégagée par le Soleil augmente au fil du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.). On peut même craindre qu'à très long terme (plusieurs centaines de millions d'années) elle atteigne un niveau tel que la vie (La vie est le nom donné :) sera impossible sur Terre.

Dans environ quatre milliards et demi d'années, le Soleil aura épuisé ses réserves d'hydrogène, qui se seront transformées en hélium, et changera de structure. Son noyau se contractera mais l'étoile entière deviendra beaucoup plus volumineuse. Il devrait se transformer en géante rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.), cent fois plus volumineuse qu'à l'heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il...) actuelle. Les planètes les plus proches, Mercure et Vénus, la Terre et Mars devraient être détruites.

Il va ensuite brûler son hélium assez rapidement, ce qui augmentera encore sa taille et sa température, grillant complètement la Terre au passage. Une fois ses réserves d'énergie nucléaire complètement consommées, le Soleil va s'effondrer sur lui-même et se transformer en naine blanche très dense et peu lumineuse. Il refroidira petit à petit et finira par ne plus rayonner ni lumière ni chaleur, il sera alors parvenu au stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et...) de naine noire (Une naine noire est une étoile naine blanche qui s’est suffisamment refroidie pour ne plus émettre de lumière. Aucune étoile de ce...).

Notre système solaire fait le tour de la Galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir supermassif en son centre.) en 250 millions d'années. En même temps il oscille de part et d'autre du plan galactique avec une période de 2 x 33 millions d'années. Il traverse (Une traverse est un élément fondamental de la voie ferrée. C'est une pièce posée en travers de la voie, sous les rails, pour en maintenir...) donc ce plan tous les 33 millions d'années ce qui constitue également la durée moyenne des étages géologiques. Ces étages sont définis d'après d'importants changements dans la faune et la flore (La flore est l'ensemble des espèces végétales présentes dans un espace géographique ou un écosystème déterminé (par opposition à la faune). Le terme...), parfois dus à des cataclysmes comme au passage Permien-Trias ou au passage Crétacé-Tertiaire. On peut penser que ces changements sont dus à des glaciations résultant de la rencontre de la Terre avec des nuages d'électrons du plan galactique. Les dernières glaciations, celles du Quaternaire, se sont produites alors que le système solaire traversait le plan de la Galaxie en allant du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) vers le Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.). C'est une explication qui peut indiquer pourquoi les glaciations étaient beaucoup plus prononcées dans l'hémisphère Nord lequel recevait directement les électrons des nuages du plan galactique.

Dans la galaxie

Notre système solaire fait partie de notre galaxie, une galaxie spirale ((voir page de discussion)) d'un diamètre d'environ 9,4 × 1020 m ou 100 000 al, contenant approximativement 200 à 400 milliards d'étoiles, dont notre soleil est assez représentatif.

Le système solaire orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) à environ 25 000 années-lumière du centre galactique entre deux branches spirales de la galaxie. Sa vitesse (On distingue :) est d'environ 220 kilomètres par seconde (800 000 km/h). Il effectue ainsi une révolution complète en 230 millions d'années. L'orbite du système solaire paraît assez singulière : elle est à la fois extrêmement circulaire et presque à la distance exacte à laquelle les vitesses orbitales sont égales à la vitesse des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) de compression à l'origine des branches des spirales. Le système solaire semble avoir été présent entre deux bras depuis que la vie existe sur Terre. En effet, les radiations émises dans les bras spiraux, notamment par l'explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de gaz. Plus cette transformation...) de supernovæ, peuvent en théorie stériliser la surface d'une planète. En étant en dehors des bras spiraux, la Terre est ainsi capable d'héberger des formes de vie évoluées à sa surface.

Sondes spatiales

Techniquement, une sonde spatiale (Une sonde spatiale est un vaisseau spatial non habité envoyé par l'homme pour étudier à plus ou moins grande distance les corps célestes se trouvant dans le système solaire...) est un vaisseau non habité envoyé par l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme »....) pour explorer le système solaire.

Depuis 1959, ces engins sont envoyés avec un taux d'échec élevé vers des planètes plus ou moins lointaines. Leurs observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le...) font autant rêver le grand public que les scientifiques.

Le 4 juillet 2005, la sonde-impacteur Deep Impact s'est écrasée sur la comète Tempel 1, créant un cratère d'impact. Les scientifiques ont ainsi analysé la composition chimique de la « boule de neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une...) sale », grâce aux tonnes de particules soulevées. C'était une première.

Le 25 août 2006, l'Union Astronomique Internationale vient de déclasser la planète Pluton de son statut de planète. Il s'agit maintenant d'une planète naine, nouvelle catégorie qui vient d'être créée et qui contient actuellement, outre Pluton, Cérès et 2003 UB 313, surnommée Eris.

Notes et références

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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